Question

人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)地球半徑為R，地面重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．人造衛(wèi)星的最小周期為2π
B．人造衛(wèi)星在距地面高度R處的繞行速度為
C．人造衛(wèi)星在距地面高度為R處的重力加速度為
D．地球同步衛(wèi)星的速率比近地衛(wèi)星速率小，所以發(fā)射同步衛(wèi)星所需的能量較少

Answer 1

【答案】分析：根據(jù)人造衛(wèi)星的萬(wàn)有引力等于向心力和地球表面重力等于萬(wàn)有引力，列式求解出周期、線(xiàn)速度、加速度的表達(dá)式進(jìn)行討論．
解答：解：A、人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、地球質(zhì)量為M，有
F=F_向
F=G
F_向=m=mω²r=m（）²r
因而
G=m=mω²r=m（）²r=ma
解得
v=   ①
T==2π   ②
a=    ③
同時(shí)根據(jù)地球表面重力等于萬(wàn)有引力，有
mg=   ④
由②④兩式得到人造衛(wèi)星的周期為
T=2π
故當(dāng)r=R時(shí)，周期最小，為2π，故A正確；
B、由①④兩式得到人造衛(wèi)星的線(xiàn)速度為
v=
故當(dāng)高度為R時(shí)，r=2R，有v=，故B正確；
C、由③④兩式得到人造衛(wèi)星的加速度為
a=
故當(dāng)高度為R時(shí)，r=2R，有a=，故C正確；
D、由①式，同步衛(wèi)星的軌道半徑大，速度小，但發(fā)射到同步軌道需要克服地球引力做較多的功，故D錯(cuò)誤；
故選ABC．
點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵根據(jù)人造衛(wèi)星的萬(wàn)有引力等于向心力，以及地球表面重力等于萬(wàn)有引力列兩個(gè)方程求解．